Neurocientíficos implantan recuerdos artificiales en ratones

Supone un paso más en la comprensión de las memorias defectuosas.

En un paso más hacia la comprensión de cómo surgen las memorias defectuosas, neurocientíficos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, en sus siglas en inglés), en Estados Unidos, han demostrado que pueden implantar falsos recuerdos en el cerebro de ratones. También encontraron que muchos de los rastros neurológicos de estos recuerdos son idénticos en su naturaleza a los de los recuerdos auténticos.

  

"Si se trata de una memoria falsa o verdadera, el mecanismo neuronal del cerebro que subyace a la recuperación de la memoria es el mismo", dice Susumu Tonegawa, profesor de Biología y Neurociencia del Instituto Picower del MIT y autor principal del artículo que describe los hallazgos en la edición de este jueves de 'Science'. El estudio proporciona una prueba más de que los recuerdos se almacenan en las redes de neuronas que forman huellas en la memoria de cada experiencia que tenemos, un fenómeno que el laboratorio de Tonegawa demostró el año pasado.

  

Los neurocientíficos han buscado durante mucho tiempo la ubicación de estas huellas de la memoria, también llamados engramas. En su par de estudios, Tonegawa y sus colegas del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria demostraron que podían identificar las células que forman parte de un engrama de una memoria específica y reactivarla usando una tecnología llamada optogenética.

  

Los recuerdos episódicos son fruto de asociaciones de varios elementos, los objetos, el espacio y el tiempo. Estas asociaciones son codificadas por cambios químicos y físicos en las neuronas, así como por modificaciones en las conexiones entre las neuronas.

  

Cuánto tiempo residen estos engramas en el cerebro ha sido una cuestión planteada durante largo tiempo en la neurociencia. "¿Es la información en varias partes del cerebro o hay un área particular del cerebro en la que se almacena este tipo de memoria? Esto ha sido una cuestión muy fundamental", plantea Tonegawa.

  

En la década de 1940, el neurocirujano canadiense Wilder Penfield sugirió que los recuerdos episódicos están ubicados en el lóbulo temporal del cerebro, ya que cuando estimuló eléctricamente las células en los lóbulos temporales de los pacientes que estaban a punto de someterse a una cirugía para tratar las convulsiones epilépticas, los enfermos informaron de que los recuerdos específicos les vinieron a la mente. Estudios posteriores del paciente amnésico conocido como HM confirmaron que el lóbulo temporal, incluyendo la zona conocida como el hipocampo, es fundamental para la formación de recuerdos episódicos.

  

Sin embargo, estas investigaciones no prueban que los engramas se almacenan realmente en el hipocampo, destaca Tonegawa. Los científicos necesitaban demostrar que la activación de grupos específicos de células del hipocampo son suficientes para producir y recuperar recuerdos, para lo cual el laboratorio de Tonegawa utilizó la optogenética, una nueva tecnología que permite activar o desacatirs células selectivamente usando la luz.

  

Para este par de estudios, los investigadores diseñaron células del hipocampo de ratones para expresar el gen de canalrodopsina, una proteína que activa las neuronas cuando son estimuladas por la luz, además de modificar el gen de manera que canalrodopsina se produzca siempre con el gen c-fos, necesario para la formación de la memoria.

  

En el estudio del año pasado, los investigadores condicionaron a estos ratones para temer una cámara en particular mediante la entrega de un choque eléctrico leve. Como se formó este recuerdo, el gen c-fos se activó junto con el gen de ingeniería canalrodopsina. De esta manera, las células que codifican la huella de la memoria se "etiquetan" con las proteínas sensibles a la luz.

  

Al día siguiente, cuando los ratones fueron puestos en una cámara diferente que nunca antes había visto, se comportaron con normalidad, pero cuando los investigadores les enviaron un pulso de luz en el hipocampo, estimulando las células de memoria marcadas con canalrodopsina, los ratones fueron presas del miedo cuando se reactivó su recuerdo del día anterior.

 

"En comparación con la mayoría de los estudios que tratan el cerebro como un cuadro negro al intentar acceder a él desde el exterior, estamos tratando de estudiar el cerebro de adentro hacia afuera --concreta Liu--. La tecnología que hemos desarrollado para este estudio nos permite diseccionar e incluso potencialmente intervenir en el proceso de la memoria mediante el control directo de las células del cerebro".

 

Eso es exactamente lo que hicieron los investigadores en el nuevo estudio: explorar si podrían utilizar estos engramas reactivados para plantar falsos recuerdos en los cerebros de los ratones.

  

En primer lugar, colocaron a los ratones en una nueva cámara, A, pero sin ningún tipo de descarga y, cuando los roedores la exploraron, sus células de memoria se marcaron con canalrodopsina. al día siguiente, pusieron a los ratones se colocaron en una segunda cámara muy diferente, B, y después de un tiempo, se les dio un choque leve en el pie y en el mismo instante, los investigadores usaron la luz para activar las células que codifican la memoria de la cámara A.

  

Al tercer día, los ratones fueron puestos de nuevo en la cámara A, donde ahora se quedaron paralizados, a pesar de que nunca habían sido sometidos a un 'shock allí'. Actuó un falso recuerdo: los ratones temen la sala A por la memoria, porque cuando se les dio una descarga en la cámara B, estaban reviviendo el recuerdo de cuando estuvieron en la cámara A.

  

Por otra parte, esa falsa memoria parecía competir con una verdadera memoria de la cámara B, hallaron los investigadores. Estos ratones también se quedaron paralizados cuando se les colocó en la cámara B, pero no tanto como los ratones que habían recibido un choque en la cámara B sin tener la cámara A en la memoria activa.

  

Luego, los investigadores mostraron que inmediatamente después de la retirada de los falsos recuerdos, los niveles de actividad de los nervios también fueron elevados en la amígdala, el centro del miedo en el cerebro que recibe información de la memoria del hipocampo, al igual que lo son cuando los ratones recuerdan un recuerdo genuino.